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類型分類：: 科普知識

數(shù)據(jù)分類：: 軟管

太陽追蹤控制系統(tǒng)

發(fā)布日期：2022-04-27 點(diǎn)擊率：109

關(guān)鍵詞：集熱器追蹤系統(tǒng) 太陽追蹤
摘要：本文主要介紹針對集熱器測試系統(tǒng)中集熱器轉(zhuǎn)臺跟蹤太陽方位角、高度角的控制系統(tǒng)追蹤原理及示意圖。

一、概述

該控制系統(tǒng)主要針對集熱器測試系統(tǒng)中集熱器轉(zhuǎn)臺跟蹤太陽方位角、高度角。控制分手操控和自動(dòng)控兩種方式：

自動(dòng)方式：自動(dòng)跟蹤方式主要完成的功能是根據(jù)當(dāng)?shù)氐牡乩砦恢煤蜁r(shí)間，利用天文學(xué)公式計(jì)算的到跟蹤器的方位角和俯仰角，并由此控制方位電機(jī)和俯仰電機(jī)。跟蹤器每10秒做一次跟蹤計(jì)算以修正方位角和俯仰角。

手動(dòng)模式：通過手操盒控制方位電機(jī)和俯仰電機(jī)。

二、追蹤原理

圖一地平坐標(biāo)系

根據(jù)球面三角形的余弦定律可求得太陽的高度角和方位角：

高度角 α=arcsin(sinΦsinδ+cosΦcosδcosω)

方位角 β=arcsin(cosδcosω/cosα)

式中：Φ-當(dāng)?shù)鼐暥龋?太陽赤緯角，ω-太陽時(shí)角

由坐標(biāo)計(jì)算公式可知，太陽軌跡位置只由觀測點(diǎn)的地理位置和標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間來確定。初始化安裝時(shí)，俯仰軸和方位軸的初始位置和地理南北線重合，指向北方，通過水平校準(zhǔn)儀器使設(shè)備底座保持水平。

在應(yīng)用中，全球定位系統(tǒng)可為系統(tǒng)提供精度很高的地理經(jīng)緯度和當(dāng)?shù)貢r(shí)間，控制系統(tǒng)則根據(jù)提供的地理、時(shí)間參數(shù)確定太陽的實(shí)時(shí)位置，以保證系統(tǒng)準(zhǔn)確定位和跟蹤的高準(zhǔn)確性和高可靠性。

控制系統(tǒng)根據(jù)計(jì)算的太陽軌跡，每隔幾秒鐘發(fā)送位置指令給驅(qū)動(dòng)器，實(shí)現(xiàn)方位角和俯仰角的調(diào)整。機(jī)械末端安裝有編碼器，檢測實(shí)際角度，如果實(shí)際角度沒有達(dá)到，控制系統(tǒng)計(jì)算出偏差后在進(jìn)行校正。日落后，跟蹤系統(tǒng)停止工作，并返回到初始位置，第二天繼續(xù)跟蹤。

三、系統(tǒng)示意圖